电解饱和食盐水实验

实验目的

探究电解饱和食盐水的产物,掌握两极反应式和总反应。

实验原理

阳极:2Cl- - 2e- = Cl₂↑;阴极:2H₂O + 2e- = H₂↑ + 2OH-。总反应:2NaCl + 2H₂O =电解= 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑。阴极附近 OH- 增多,溶液呈碱性。

实验器材

• 饱和食盐水
• U 形管
• 石墨电极 2 根
• 直流电源
• 酚酞溶液
• 湿润的淀粉碘化钾试纸
• 导线

实验步骤

1. 向 U 形管中加入饱和食盐水,插入两根石墨电极。
2. 在阴极一侧滴入几滴酚酞溶液。
3. 接通直流电源,观察两极现象。
4. 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近阳极出气口。
5. 观察阴极附近溶液颜色,记录现象。

实验现象与结论

阴极有无色气泡产生,附近溶液变红;阳极产生黄绿色气体,使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。结论:电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠。

注意事项

• 氯气有毒,须在通风橱中进行或用氢氧化钠溶液吸收尾气。
• 氢气易燃,点燃前必须验纯。
• 通电时不要用手触碰电极和导线。

常见问题

为什么阴极是 H+ 放电而不是 Na+?

溶液中 H+ 得电子能力强于 Na+,阴极上水电离的 H+ 得电子生成 H₂,使阴极区 OH- 增多。

阳极为什么要用石墨而不用铁?

铁是活泼金属,作阳极时铁本身失电子溶解,得不到氯气。石墨是惰性电极。